復習：氧化還原反應一.能源的分類一次能源：直接從自然界中取得的能源如：流水、風力、石油、天然氣二次能源：一次能源經過加工、轉換得到的能源如：電力、蒸汽等電能是現代社會中應用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又成電力。新課標人教版化學必修Ⅱ

第二章第二節化學能與電能

知識目標：

能力目標：

通過實驗和科學探究形成原電池概念，初步了解原電池的組成，理解其工作原理。

（1）分析火力發電的原理及利弊，建立“將化學能直接轉化為電能”的新思路，通過對氧化還原反應的本質的分析，提出實現新思路的各種推測和猜想等，培養創新思維能力。教學目標

（2）通過實驗和科學探究，對比、歸納，培養學生科學探究精神和分析、歸納的能力。科學探究和實驗中的良好態度和合作學習。情感目標：重點：

初步認識原電池概念、反應原理、構成及應用。認識化學能轉化為電能對現代化的重大意義。

通過對原電池實驗的探究，引導學生從電子轉移角度理解化學能向電能轉化的本質。難點：教學重難點2008年

我國南方和西部廣大地區總共有十三個省份，遭受了歷史上空前的暴風雪襲擊，有三千萬人受災，房屋倒塌無數，工農業生產和交通運輸受到了嚴重影響。

南方廣大地區冰雪成災，道路封凍，電力中斷，許多地方交通癱瘓

南方大雪南方大雪南方大雪2001年我國發電總量構成1990-2005年全國火力發電量占全國發電總量比重變化估計在2050年火電仍居首位討論：分析Ｐ40圖2—8，談談火力發電的工作原理，并指出其利與弊；

化學能熱能機械能電能燃燒蒸汽發電機一、火力發電的原理分析。思考

火力發電要經過一系列能量轉換才能將化學能轉換為電能，能否發明一種裝置將化學能直接轉化為電能呢？能電池火力發電的化學深層本質分析燃燒氧化還原反應氧化劑與還原劑之間發生電子的轉移火力發電將化學能經一系列能量轉化為電能舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化過程關鍵本質本質引起思考：1.電子的定向移動形成電流，我們能否在氧化劑與還原劑之間架設橋梁，將電子移動過程中產生的電流利用起來？2.若要實現上述想法，你能否用銅片、鋅片、稀硫酸、電流表等設計一個看能否產生電流的裝置，畫出其裝置圖，并通過實驗驗證。實驗裝置A

CuZn稀硫酸

一.探究實驗實驗一

把一塊鋅片和銅片分別插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察實驗,記錄現象(注意稀硫酸的量不要太多)實驗二

把一塊鋅片和銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察實驗,記錄現象(注意兩塊金屬片不要相接觸)實驗三

用導線把實驗二中的鋅片和銅片連接起來,觀察實驗現象并記錄(注意兩塊金屬片不要相接觸)實驗四

如圖所示在導線中間連接一個靈敏電流計,觀察電流計的指針是否發生偏轉,如果是偏向哪邊?請記錄現象①鋅片表面有氣泡②銅片表面無氣泡同上銅片表面有氣泡鋅片上也有少量氣泡電流計指針偏轉Zn+2H+=Zn2++H2↑Cu不與稀H2SO4反應同上有電流形成?思考與交流：既然銅片上產生了氣體(H2)，哪么H+得到的電子是銅失去的還是鋅失去的？如何檢驗？請設計出你的實驗方案。方案1：稱量實驗前后銅片或鋅片的質量。方案2：觀察溶液的顏色，看有無Cu2+生成二.原電池：將化學能轉化為電能的裝置。討論：根據物理學的知識，如何確定Cu、Zn、稀硫酸組成原電池的正、負極？填表：Zn片Cu片Zn–2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反應還原反應電極負極正極電極材料電極反應反應類型電子流動方向Zn片Cu片負極正極Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2還原劑(Zn)失去電子，發生氧化反應氧化劑(H+)在銅極上得到電子，發生還原反應還原劑失去的電子從鋅極流出流入銅極.經外電路Zn2+H+SO42-電流方向小結實驗探究形成原電池的條件形成條件一：活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等第一組實驗形成條件二：電極需插進電解質溶液中；第二組實驗實驗探究形成原電池的條件第三組實驗實驗探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路三、原電池的形成條件4.前提條件自發的氧化還原反應)四、判斷原電池正、負極的方法1、由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負極活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極2、根據電流方向或電子流動方向判斷：電子流出的一極是負極，電子流進的一極是正極4、根據原電池兩極發生的變化來判斷：發生氧化反應的是負極，發生還原反應的是正極5、電極反應現象：

不斷溶解，質量減少為負極；有氣體產生,或質量增加或不變為正極3、根據內電路離子移動的方向判斷：陽離子移向的一極為正極，陰離子移向的為負極小結化學能與電能間接：直接：化學能燃燒熱能蒸汽機械能發動機電能裝置原電池概念構成條件工作原理1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是()習題一：CAZnCuH2SO4CuZnA酒精ABZnH2SO4ACuH2SO4CDACuCuH2SO4一.化學能通過加熱轉化為電能化學能燃燒熱能蒸汽機械能發電機電能化石燃料發展中的化學電源關于電池你了解多少？你知道電池是如何分類的嗎？形狀各異的電池遵循的工作原理是否相同？1、干電池（鋅錳電池）負極：Zn–2e-==Zn2+正極：2NH4++2MnO2+2e-

==2NH3+Mn2O3+H2O總反應：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O干電池

上圖是鋅－錳干電池負極:Zn--2e-==Zn2+正極(C):2NH4++2e-==2NH3↑+2H2↑

體積小、性能好的堿性鋅－錳電池應運而生。這類電池的重要特征是電解液由原來的中性變為離子導電性更好的堿性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。鉛蓄電池總反應：

Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O負極：Pb+SO42--2e-

==PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-+2e-

==PbSO4+2H2O2、充電電池已知：PbSO4難溶于水鉛蓄電池構造示意圖汽車用的蓄電池鋰電池

鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質量的其他金屬作負極相比較，使用壽命大大延長。新型燃料電池

燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池負極:2H2－4e-+4OH-==4H2O正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反應:2H2+O2==2H2O電極:多孔鎳電解質:KOH3、燃料電池：正極：O2+2H2O+4e-==4OH-2H2+O2==2H2O4e-負極：2H2–4e-==4H+⑴氫氧燃料電池總反應：2H2+O2==2H2OH2O2堿性條件下

電解質溶液的酸堿性對電極反應的影響負極：2H2–4e-==4H+正極：O2+4H++4e-==2H2O酸性條件下負極：2H2+4OH-–4e-==4H2O正極：O2+2H2O+4e-==4OH-—有效地防止電解質溶液對外殼的腐蝕總反應：2H2+O2=2H2O總反應：2H2+O2=2H2O

改變燃料H2正極：2O2+4H2O+8e-==8OH-負極：CH4+10OH-–8e-==CO32-+7H2OCH4+2O2==CO2+2H2OCH4+2O2+2OH-==CO32-+2H2OCH4O2總反應：1.原電池：把化學能轉化為電能的裝置2.原電池原理原電池負極（較活潑金屬）正極（較不活潑金屬或非金屬導體）3.構成原電池的條件課堂小結6.兩電極材料均為惰性電極，電極本身不發生反應，而是由引入到兩電極上的物質發生反應，如燃料電池。4.活潑金屬作負極，被腐蝕或消耗，發生氧化反應，如：Cu-Zn原電池。5.兩極都參加反應的原電池，如蓄電池，鋰電池和銀鋅電池等。高考鏈接1.(09上海卷)下列敘述不正確的是（）A.鐵表面鍍鋅，鐵作陽極B.船底鑲嵌鋅塊，鋅做負極，以防船體被腐蝕C.鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應：O2+2H2O+4e-=4OH-D.工業上電解飽和食鹽水的陽極反應：2Cl—2e-=Cl2↑A解析：

本題主要考查原電池及電解池的有關知識。A項中，鐵表面鍍鋅，并不構成原電池。鍍層被損后，則構成原電池，活潑的鋅作負極、鐵作正極，故A錯。B、C、D項都正確。2.（09廣東卷）出土的錫青銅（銅錫合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面。下列說法正確的是（）A.錫青銅的熔點比純銅高B.在自然環境中，錫青銅中的錫可對銅起保護作用C.錫青銅文物在潮濕環境中的腐蝕比干燥環境中快D.生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學腐蝕過程，但不是化學反應過程。BC解析：

合金的熔點比純組分的金屬熔點低，故A不正確。錫比銅活潑，錫可對銅起保護作用。在潮濕的環境易發生電化學腐蝕，故潮濕環境中的腐蝕比干燥環境中快。即B、C正確。電化學腐蝕過程也是一種化學變化，故D不正確。3.（09浙江卷）市場上經常見到的標記為Li-ion的電池成為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質為一種能傳到Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應式為：Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2()A.放電時，負極的電極反應式：Li-e-=Li+B.充電時，Li0.85NiO2既發生氧化反應又發生還原反應C.該電池不能用水溶液作為電解質D.放電過程中Li+向負極移動→←D解析：

本題考查電化學知識，依據電池反應式，放電過程中，鋰為負極，失去電子發生氧化反應，Li+向正極移動，A項正確，D項錯誤；充電過程中，Li0.85NiO2轉化為Li和Li0.35NiO2，元素化合價發生升高及降低，故既發生氧化反應又發生還原反應，B正確；Li屬活潑金屬，能與水反應，該電池不能用水溶液作為電解質，C正確。堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為：

Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)

下列說法錯誤的是（）

A.電池工作時，鋅失去電子

B.電池正極的電極反應式為：

2MnO2(s)+H2O(1)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極

D.外電路中每通過O.2mol電子，鋅的質量理論上減小6.5g課堂練習C2.判斷下列哪些裝置構成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應式.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑負極：總反應：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑⑤④(∨)(∨)負極：正極：總反應：正極：負極：總反應：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4⑦⑥(×)(∨)負極：正極：總反應：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或

Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu⑧⑨(×)(∨)負極：正極：總反應：Fe－2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑或

Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑3.如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現象是（）

DA.鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B.保持平衡狀態；C.鐵圈向下傾斜；D.銀圈向下傾斜；4.X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y是電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為（）Ａ．Ｘ＞Ｙ＞ＺＢ．Ｘ＞Ｚ＞ＹＣ．Ｙ＞Ｘ＞ＺＤ．Ｙ＞Ｚ＞ＸC因為X置換出Z,所以金屬性Ｘ＞Ｚ負極的金屬較活潑,所以Ｙ＞Ｘ

5.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為：()

A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB6.下列裝置中能組成原電池形成電流的是()CZnCuH2SO4A